用于具有電動驅動裝置的車輛的應急模式的制作方法
【專利摘要】本發明描述一種用于增大通過電機驅動的車輛的行程長度的方法。該方法包括：確認為了運行電機應該使用車輛的蓄能器的電量水平儲備。該電量水平儲備處在為蓄能器設定的電量水平范圍之外。該方法包括，作為對上述步驟的響應，使用來自蓄能器的電量水平儲備的電能，以運行車輛的電機。
【專利說明】
用于具有電動驅動裝置的車輛的應急模式
技術領域
[0001]本發明涉及一種方法和一種相應的裝置用于增大電動車輛的行程長度。
【背景技術】
[0002]具有電動驅動裝置(亦即具有電機，其用于驅動車輛)的車輛通常包括蓄能器，其設置用于存儲用于運行電機的電能。用于驅動車輛的電能(也稱之為牽引能量)通常電化學地儲存于蓄能器中。示例性的蓄能器包括一個或多個以鋰離子為基礎的蓄電池。
[0003]電蓄能器包括有限的用以儲存牽引能量的電容量。在這里目前用有限的電容量可達到的車輛行程長度與由利用內燃機的車輛可以達到的行程長度相比是較小的。此外目前電動車輛的公共充電站的數量是比較有限的。因此對于電動車輛存在增大的風險，即電動車輛利用可提供的能量不可能到達要求的行駛目的地并且電動車輛可能“停頓”。

【發明內容】

[0004]本發明的發明目的在于，以有效的方式減少電動車輛沒有足夠的電能用于到達要求的行程目的地的風險。特別是應當使得電動車輛的司機能夠以有效的方式在需要時增大電動車輛的行程長度。
[0005]通過各獨立的權利要求達到該目的。此外有利的實施形式描述于各從屬權利要求中。
[0006]根據一方面，描述一種用于增大通過電機驅動的車輛的行程長度的方法。車輛例如是公路車輛，例如轎車或載貨車。該方法包括確認:為了電機的運行應該使用車輛的蓄能器的電量水平儲備。
[0007]蓄能器設置用來儲存電能，其中在蓄能器中的電能的量通常通過蓄能器的電量水平(也稱為充電狀態State of Charge，S0C)表示。蓄能器通常包括一個或多個蓄電池，例如一個或多個以鋰離子為基礎的蓄電池。蓄能器通常在標準運行模式中運行，其中將蓄能器不完全充電和/或不完全放電，以便達到蓄能器的盡可能高的壽命(亦即盡可能多的充電循環數量)。蓄能器可以例如在標準運行模式中放電至最小許可的電量水平(該最小許可的電量水平大于0%)和/或充電直到最大許可的電量水平(該最大許可的電量水平小于100%)。換句話說，蓄能器可以在標準運行模式中在為蓄能器設定的(或者說許可的)電量水平范圍內運行。在這里所設定的電量水平范圍可以向下通過最小許可的電量水平和/或向上通過最大許可的電量水平限定。
[0008]電量水平儲備處在為蓄能器設定的電量水平范圍之外。電量水平儲備可以例如包括下部的電量水平儲備，在該下部的電量水平儲備時蓄能器的電量水平處在最小許可的電量水平之下(必要時向下直到最小可能的例如0%的電量水平)。替代地或補充地，電量水平儲備可以包括上部的電量水平儲備，在該上部的電量水平儲備時蓄能器的電量水平處在最大許可的電量水平之上(必要時向上直到最大可能的例如100 %的電量水平)。
[0009]通常當蓄能器在設定的電量水平范圍內運行時比蓄能器在電量水平儲備內運行時在統計上較小地縮短蓄能器的壽命。因此通常(對于蓄能器的壽命)有利的是，按標準在標準運行模式中、亦即在設定的電量水平范圍內運行蓄能器。蓄能器的電量水平儲備另一方面應該只在特殊情況下使用，因為蓄能器的電量水平儲備的利用通常在統計上導致蓄能器的壽命的縮短(與僅僅在設定的電量水平范圍內的使用相比)。
[0010]該方法因此包括確認:(在特殊情況下)應該將蓄能器的電量水平儲備用于車輛的電機的運行。蓄能器的該運行模式可以稱之為蓄能器的擴大電容量的運行模式。因此可以確認，應該激活蓄能器的擴大電容量的運行模式，在其中不僅設定的電量水平范圍而且蓄能器的電量水平儲備均用于電機的運行以便驅動車輛。
[0011]該方法進一步包括，作為對于上述確認(應該激活蓄能器的擴大電容量的運行模式)的響應，使用來自蓄能器的電量水平儲備的電能，以便運行車輛的電機(亦即為了驅動車輛)。蓄能器的電量水平儲備的使用可以限制到蓄能器的預定數量的充電循環的(例如限制到唯一的充電循環)。亦即該方法可以進一步包括將蓄能器的電量水平儲備的利用限制到預定的有限數量的充電循環。蓄能器可以在該有限數量的充電循環之后自動地從擴大電容量的運行模式轉到標準運行模式，然后可選地只有通過使用者的明確的詢問/輸入才重新激活擴大電容量的運行模式。
[0012]通過本發明描述的方法可以以有效的方式擴大蓄能器的可利用的電容量并且在需要時增大車輛的行程長度。通過選擇性提供蓄能器的電量水平儲備來限制蓄能器的損壞。
[0013]“確認應該使用蓄能器的電量水平儲備”可以包括經由車輛的輸入/輸出單元檢測車輛使用者的輸入。特別可以需要的是，車輛的使用者(例如車輛司機或車輛的乘客)經由車輛的人機接口明確地要求蓄能器的電量水平儲備。此外可以確認，車輛的使用者是否為了電量水平儲備的使用接受一個或多個條件(例如蓄能器的保修期條件的改變和/或對于蓄能器的電量水平儲備的利用的支付條件)。這同樣可以通過車輛的人機接口確定。可選地僅僅當確定了車輛的使用者已接受一個或多個條件時，才可以使用來自電量水平儲備的能量。換句話說，只當使用者已接受一個或多個條件時，可選地才可以實現蓄能器的擴大電容量的運行模式的激活。另一方面蓄能器可選地可以保留在標準運行模式中。
[0014]通過要求車輛使用者的明確的輸入和通過將蓄能器的電量水平儲備的利用與一個或多個條件的選擇性耦聯，可以限制因電量水平儲備的過度的利用而導致的蓄能器損壞。此外電量水平儲備的利用可以作為車輛的增值功能(可選地相對于支付)為使用者提供。
[0015]該方法可以進一步包括:在將來自電量水平儲備的電能用于電機的運行時，激活一個或多個措施，通過這些措施減少車輛的電能消耗。可以認為，當使用者激活車輛的擴大電容量的運行模式時，車輛的使用者能夠使車輛的行程長度最大化。因此可以有利的是，當激活蓄能器的擴大電容量的運行模式時。可能自動地實施一個或多個減少消耗的措施(例如空氣調節裝置的去活化和/或車輛行駛速度的限制)。這樣可以進一步增大車輛的行程長度。
[0016]如以上所述，電量水平儲備可以包括下部的電量水平儲備，在該下部的電量水平儲備時蓄能器的電量水平低于最小許可的電量水平。在車輛的行駛過程中可以提供下部的電量水平儲備，以便增大車輛的行程長度(例如為到達目標位置)。特別在車輛的行駛過程中可以確定應該使用下部的電量水平儲備。因此為車輛可以提供所謂UMP HOME功能(即應急功能或跋行回家功能)。
[0017]替代地或附加地，電量水平儲備可以包括上部的電量水平儲備，在該上部的電量水平儲備時蓄能器的電量水平被置于最大許可的電量水平之上。在蓄能器的充電過程中(例如在充電站)可以確認，應該使用上部的電量水平儲備。這樣可以在準備階段增加為即將到來的行駛可提供的電能量。
[0018]按照另一方面描述用于車輛的一種控制單元(例如控制儀)。車輛包括用于驅動車輛的電機。控制單元設置用來確認為了電機的運行應該使用車輛的蓄能器的電量水平儲備。蓄能器設置用來儲存能量，并且蓄能器的電量水平儲備處在對于蓄能器而言許可的(或預定的)電量水平范圍之外。亦即按標準通常在該電量水平范圍內運行蓄能器。控制單元進一步設置用于啟動使用來自蓄能器的電量水平儲備的電能，以便運行車輛的電機。
[0019]蓄能器可以包括一個或多個蓄電池，當蓄電池充電到處在最大許可的電量水平之上的電量水平時和/或當蓄電池放電到在最小許可的電量水平之下的電量水平時蓄電池的壽命在統計上顯著縮短。特別在上述情況下壽命比當只在最大許可的電量水平之下和/或在最小許可的電量水平以上運行一個或多個蓄電池時較強地縮短。
[0020]車輛可以設置用于在標準運行模式中只在許可的電量水平范圍內運行蓄能器。因此在標準運行模式中為了電動的運行不使用車輛的蓄能器的電量水平儲備。另一方面在擴大電容量的運行模式中除了使用許可的電量水平范圍外也可以使用電量水平儲備。
[0021]按照另一方面描述一種車輛(例如轎車、載貨車或摩托車)，其包括在本發明中描述的控制單元。
[0022]按照另一方面描述一種軟件(SW)程序。SW程序可以設置用于在處理機(例如在控制儀上)實施，并且以便由此實施在本發明中描述的方法。
[0023]根據另外一方面，描述一種存儲介質。該存儲介質可以包括一種軟件程序，其用于在處理器上實施并且由此實施在本發明中描述的方法。
[0024]應注意，在本發明中描述的方法、裝置和系統不僅可以單獨地使用，而且以與其它的在該文件描述的方法、裝置和系統組合使用。此外在任何方面可以以各種各樣的方式相互組合在該文件中描述的方法、裝置和系統。特別是能夠以各種各樣的方式相互組合各權利要求的特征。
【附圖說明】
[0025]以下借助各實施例更詳細地描述本發明。其中示出:
[0026]圖1車輛的示例性的多個部件；
[0027]圖2蓄能器的示例性的電量水平；
[0028]圖3充電循環對蓄能器壽命的示例性的影響;和
[0029]圖4示例性的方法的流程圖，用于為具有電動驅動裝置的車輛選擇地提供能量儲備。
【具體實施方式】
[0030]如開頭所述，本發明的目的在于能夠以有效的方式為電動車輛的使用者在需要時增大電動車輛的行程長度。
[0031]圖1示出一個方塊圖，包括車輛100的示例性的多個部件。特別是車輛100包括蓄能器102，其設置為車輛100的電機的運行提供電能。蓄能器102設置用來確定蓄能器102的電量水平(也稱為充電狀態S0C)并且提供給控制單元101。控制單元101可以設置用于借助蓄能器102的電量水平確定車輛100的剩余的行程長度。
[0032]車輛100還可以包括導航單元104，其設置用于確定車輛100的位置和/或車輛100的計劃的行駛路線。控制單元101可以設置用于確認:在考慮到剩余的行程長度的情況下車輛100是否可以走完計劃的行駛路線。例如可以確定，在考慮到當前的蓄能器102的電量水平的情況下計劃的行駛路線是過長的，并因此不可能到達行駛目的地。
[0033]為了提高蓄能器102(特別是電化學的蓄能器，如例如以鋰離子為基礎的蓄能器)的壽命，通常在一個電量水平范圍內運行蓄能器102，通過該電量水平范圍有效提供的蓄能器102的電容量相對蓄能器102的最大的電容量是減少的。這示例性示于圖2中。蓄能器102具有一個最大可能的電容量，其通過整個條來代表。最大可能的電容量在最大可能的電量水平204(通常100%S0C)時達到。為了提高蓄能器102的壽命，蓄能器102通常只充電到最大許可的電量水平203(通常80-90%S0C)。最大許可的電量水平203處在最大可能的電量水平204之下，從而蓄能器102具有一個有效的可使用的電容量，其小于蓄能器102的最大可能的電容量。
[0034]以類似的方式通常有利的是，不完全排空蓄能器102(直到最小可能的電量水平201，例如O % SOC)。替代地，將蓄能器102在正常的運行中(亦即在標準運行模式中)一直放電到最小許可的電量水平202(例如10-20%S0C)，以便提高蓄能器102的壽命。
[0035]在電動車輛的正常運行中(亦即在標準運行模式中)因此在最小許可的電量水平202與最大許可的電量水平203之間運行蓄能器102。因此從處在最小許可的電量水平202與最大許可的電量水平203之間的電容量得出蓄能器102的有效可使用的(亦即可直接利用的)電容量。通過各電量水平的限定可以達到蓄能器102的盡可能高的壽命。另一方面預期，通過蓄能器102在電量水平202與203之間的許可的電量水平范圍205之外的運行導致蓄能器的壽命的較大的縮短。
[0036]圖3示例性說明通過一個充電循環引起的蓄能器102的壽命的縮短。在X軸上畫出最小的或最大的實際的電量水平301(其出現在蓄能器102的充電循環的范圍內)并且在y軸上示出蓄能器102的壽命的縮短302(以仍可使用的充電循環的數目)。明顯的是，在許可的電量水平范圍205之外運行時比在許可的電量水平范圍205之內運行時更強地縮短蓄能器102的壽命。例如當在當前的充電循環中只在許可的電量水平范圍205內運行蓄能器102時，在統計上蓄能器102的壽命正好縮短一個充電循環。另一方面在當前的充電循環中蓄能器102在許可的電量水平范圍205之外的利用導致壽命在統計上減小302多于一個充電循環。
[0037]車輛100可以包括輸入/輸出單元103，其設置用于向車輛100的使用者發送信息(以聲響和/或光的形式)和/或檢測車輛100的使用者的輸入。特別是輸入/輸出單元103可以提供人機接口(亦即人機界面)ο由此使用者可以經由車輛100的輸入/輸出單元103啟動提供能量儲備，其通過蓄能器102在許可的電量水平范圍205之外的運行得出。
[0038]例如車輛100的使用者可以經由輸入/輸出單元103啟動:在車輛100的行駛過程中提供下部的電量水平儲備206(在最小許可的電量水平202以下)至少部分地用于車輛100的電機的運行。這樣可以使車輛100的乘客能夠借助于下部的電量水平儲備206增大車輛100的行程長度，以便到達要求的行駛目的地。
[0039]此外控制單元101可以設置用于啟動車輛的一個或多個控制儀105，以當已知車輛100的使用者想使用下部的電量水平儲備206時，轉變到節能的運行。例如可以將車輛100的空氣調節裝置去活化和/或可以限制車輛100的行駛速度和/或加速度。換句話說，控制單元101可以設置用于采取多個措施，借其可以減少車輛100的能量消耗，以便進一步增大利用下部的電量水平儲備206可達到的車輛100的行程長度。
[0040]替代地或補充地，車輛的使用者可以經由輸入/輸出單元103啟動:在車輛100的充電過程中提供上部的電量水平儲備207(在最大許可的電量水平203之上)至少部分地用于車輛100的電機的運行。然后可以將蓄能器102在充電過程中可選地一直充電到最大可能的電量水平204。這樣車輛100的乘客能夠使得車輛100為特別長的行駛距離做好準備。特別是這樣已經在行駛的準備階段可以增大車輛100的行程長度。在利用上部的電量水平儲備207時控制單元101可選地也可以啟動多個減少消耗的措施。
[0041]控制單元101可以設置用于經由輸入/輸出單元103向車輛100的使用者發送關于電量水平儲備206、207的激活的信息和/或由車輛100的使用者取得證實。例如可以向車輛100的使用者指出，電量水平儲備206、207的激活可能導致蓄能器102的壽命的縮短并且可能通過電量水平儲備206、207的激活減少蓄能器102的保修期。此外可以要求車輛100的使用者，確認用于激活電量水平儲備206、207的各規定的條件。例如可以要求車輛100的使用者，接受蓄能器102的改變的保修期條件和/或為利用電量水平儲備206、207支付費用。經由輸入/輸出單元103可以可選地進行支付過程。
[0042]通過經由輸入/輸出單元103提供的人機接口，因此車輛100的使用者可以激活車輛的LIMP HOME (跛行回家)模式。在該LIMP HOME模式中車輛100為了車輛100的牽引可以利用能量儲備206，其通常從蓄能器102中的壽命觀點被維持。同時車輛100可以被置于特別能量有效的模式中。例如可以限制車輛100的行駛速度和/或加速度，和/或可以關閉輔助耗能器，如例如空調。
[0043]為了解決由LIMPHOME模式的激活產生的與蓄能器102保修期的目標沖突，LIMPHOME模式的激活可以由車輛100的使用者與費用的支付相關地進行。這樣得到的金額則可以用于覆蓋可能通過UMP HOME模式的激活產生的提高的保修期要求。
[0044]如以上所述，可以提供上部的和/或下部的電量水平儲備206、207供使用。因此不僅對短的距離(亦即對所謂的UMP HOME)而且對長的距離均提供擴大的行程長度。在本發明中描述的方法因此能夠在需要時以靈活的或簡單的方式增大具有電動驅動裝置的車輛100的行程長度。
[0045]圖4示出一種示例性的方法400的流程圖，用于增大通過電機驅動的車輛100的行程長度。方法400包括確認401:應當使用車輛100的蓄能器102的電量水平儲備206、207用于電機的運行。蓄能器102用于儲存用于電機運行的電能。在標準運行模式中蓄能器在設定的或許可的電量水平范圍205內運行。這樣在標準運行模式中可以將蓄能器102的壽命的縮短保持盡可能小并且盡管如此維持足夠用于電機運行的蓄能器電容量。
[0046]另一方面可以確認:(通常作為特殊情況)應該以擴大電容量的運行模式運行蓄能器。亦即可以確認，為了運行電機，附加于設定的電量水平范圍205應該利用蓄能器102的電量水平儲備206、207。在這里電量水平儲備206、207處在為蓄能器設定的電量水平范圍205之外并且這樣擴展可使用的(亦即可利用的)蓄能器102的蓄能器電容量。另一方面通過以電量水平儲備206、207運行蓄能器102通常在統計上縮短蓄能器102的壽命(與僅僅在設定的電量水平范圍205內的運行相比較)。“確認401應該使用電量水平儲備206、207(亦即應該激活擴大電容量的運行模式)”可以經由車輛100的人機接口實現。
[0047]方法400還包括，作為對確認401 (應該使用電量水平儲備206、207)的響應，使用402來自蓄能器的電量水平儲備206、207的電能，以便運行車輛100的電機。通常只在蓄能器102的一個唯一的充電循環中(或只在規定數量的充電循環中)使用電量水平儲備206、207。亦即通常蓄能器102又自動地從擴大電容量的運行模式轉入標準運行模式。特別可以需要的是，對于蓄能器102的每一充電循環(或對于每組充電循環)而言必須重新明確地經由車輛100的人機接口激活擴大電容量的運行模式。
[0048]選擇性地提供車輛100的蓄能器102的擴大電容量的運行模式使得可以以靈活的方式增大車輛100的行程長度。另一方面通過向標準運行模式的自動的返回阻止了因擴大電容量的運行模式的經常激活(亦即因電量水平儲備206、207的經常使用)而損壞蓄能器102。
[0049]本發明并不限于所示的各實施例。特別是應注意，說明書和附圖只應當用于說明建議的方法、裝置和系統的原理。
【主權項】
1.一種用于增大通過電機驅動的車輛(100)的行程長度的方法(400)，該方法(400)包括: 確認(401)為了運行電機應該使用車輛(100)的蓄能器(102)的電量水平儲備(206、207)，該蓄能器(102)設置用于儲存能量，該電量水平儲備(206、207)處在為蓄能器(102)設定的電量水平范圍(205)之外;和 作為對上述步驟的響應，使用(402)來自蓄能器(102)的電量水平儲備(206、207)的電能，以運行車輛(100)的電機。2.按照權利要求1所述的方法(400)，其特征在于，與蓄能器(102)在電量水平儲備(206、207)內的運行相比，蓄能器(102)在設定的電量水平范圍(205)內的運行在統計上較小地縮短蓄能器(102)的壽命。3.按照上述權利要求中任一項所述的方法(400)，其特征在于， 設定的電量水平范圍(205)從蓄能器(102)的最小許可的電量水平(202)—直延伸到最大許可的電量水平(203);并且 電量水平儲備(206、207)包括下部的電量水平儲備(206)和/或上部的電量水平儲備(207)，在下部的電量水平儲備時蓄能器(102)的電量水平低于最小許可的電量水平(202)，在上部的電量水平儲備時蓄能器(102)的電量水平高于最大許可的電量水平(203)。4.按照上述權利要求中任一項所述的方法(400)，其特征在于，確認(401)包括檢測由車輛(100)的使用者經由車輛(100)的輸入/輸出單元(103)的輸入。5.按照上述權利要求中任一項所述的方法(400)，其特征在于，方法(400)還包括確定車輛(100)的使用者是否為了使用電量水平儲備(206、207)而接受一個或多個條件，并且 只有當確認了車輛(100)的使用者接受了所述一個或多個條件時，才使用來自電量水平儲備(206、207)的電能用于電機的運行。6.按照上述權利要求中任一項所述的方法(400)，還包括:在使用來自電量水平儲備(206、207)的電能用于電機的運行時，激活一個或多個措施，借助于該措施減少車輛(100)對電能的消耗。7.按照上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，電量水平儲備(206、207)包括下部的電量水平儲備(206)，在該下部的電量水平儲備時蓄能器(102)的電量水平低于最小許可的電量水平(202)，并且在車輛(100)的行駛過程中確認應該使用下部的電量水平儲備(206)。8.按照上述權利要求中任一項所述的方法(400)，其特征在于，電量水平儲備(206、207)包括上部的電量水平儲備(207)，在該上部的電量水平儲備時蓄能器(102)的電量水平高于最大許可的電量水平(203)，并且在蓄能器(102)的充電過程中確認應該使用上部的電量水平儲備(207)。9.一種用于車輛(100)的控制單元(101)，該車輛(100)包括用于驅動車輛(100)的電機，該控制單元(101)設置用于: 確認為了運行電機應該使用車輛(100)的蓄能器(102)的電量水平儲備(206、207)，該蓄能器(102)設置用于儲存電能，該電量水平儲備(206、207)處在對于蓄能器(102)而言許可的電量水平范圍(205)之外;和 而后啟動使用來自蓄能器(102)的電量水平儲備(206、207)的電能，以便運行車輛(100)的電機。10.按照權利要求9所述的控制單元(101)，其特征在于，蓄能器(102)包括一個或多個蓄電池，當蓄電池充電到高于最大許可的電量水平(203)的電量水平時和/或當蓄電池放電到低于最小許可的電量水平(202)的電量水平時蓄電池的壽命在統計上縮短，和/或 車輛(100)設置用于使蓄能器(102)在標準運行模式下僅僅在許可的電量水平范圍(205)內運行。
【文檔編號】B60L11/18GK105922878SQ201610107951
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月26日
【發明人】T·克里斯特, M·拉特
【申請人】寶馬股份公司